BRPI0803360A2 - dreno de emergência para tanques de teto flutuante - Google Patents

Abstract

DRENO DE EMERGêNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE. A presente invenção se refere a um dispositivo para drenagem de emergência de líquidos, usualmente a água de chuva, acumulados sobre o teto flutuante de um tanque do tipo teto flutuante na eventualidade de falha do sistema normal de drenagem. Ele é composto de um tubo de drenagem (1) fixado à chapa (2) do teto flutuante de modo que seu topo fique um pouco acima do teto flutuante. O tubo de drenagem (1) recebe um flange (6) em seu topo e um reservatório (3) em sua base e tem um comprimento suficiente para que a coluna de água em seu interior crie a pressão necessária para forçar o escoamento da água acumulada sobre o teto flutuante para o interior do tanque. A invenção conta, ainda, com um conjunto de fechamento do dreno. O conjunto de fechamento é composto de um flange (7), de uma união com rosca interna (8) e de um tubo (9), cuja parte superior é curvada em 180° para impedir a entrada de água ou sujeira. Em condições normais de operação do tanque de combustível, o conjunto de fechamento (7, 8 e 9) permanecerá parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1) e só será retirado em caso de necessidade de uso do dreno de emergência.

Description

DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um dispositivo para drenagem deemergência de líquidos, usualmente a água de chuva, acumulados sobre oteto flutuante de um tanque do tipo teto flutuante na eventualidade de falhado sistema normal de drenagem. Em especial, a presente invenção seaplica a tanques usados para o armazenamento de petróleo ecombustíveis dele derivados.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Um tanque de teto flutuante é constituído por chapas curvadas esoldadas umas às outras, formando um corpo cilíndrico vertical (chamadode costado), fechado em baixo e aberto em cima, dentro do qual produtoslíquidos são armazenados. Flutuando neste produto fica um teto flutuanteque isola o produto do contato com a atmosfera. Entre os modelos dessetipo de teto um dos mais comuns é o tipo pontão (ou pontoon), que éconstituído de um flutuador na periferia e que sustenta uma chapa de açoque cobre o produto contido no tanque.

Tanques de teto flutuante são largamente empregados paraarmazenagem de petróleo e combustíveis dele derivados devido à suacaracterística de reduzir ao mínimo o espaço para a formação de vapores,qualquer que seja o volume de combustível armazenado. Além disso,permitem conter a quase totalidade do vapor formado em um espaçoconfinado que não oferece risco de seu vazamento para o meio ambiente.Essas são características de grande importância tanto para a segurançadas operações de manuseio do combustível quanto para a preservação domeio ambiente.

Esse tipo de tanque também apresenta alguns problemas, um dosquais é o risco de acúmulo de líquidos sobre o teto flutuante. Comumente,esse líquido é a água de chuva. Se esse acúmulo ultrapassar um determinado limite, criará uma carga sobre o teto flutuante acima do queele foi projetado para suportar, o que poderá levar ao seu afundamento. Énecessário, portanto, que o teto flutuante disponha de um sistema dedrenagem desse líquido.

TÉCNICA RELACIONADA

A alternativa adotada para escoar a água de chuva que se acumulasobre o teto é a colocação de drenos que escoam a água por meio demangueiras ou tubos articulados passando através do combustívelarmazenado e a lançam para o exterior do tanque próximo à sua base.

Essa é uma solução simples e efetiva que aproveita a própria gravidade para escoar a água. Exemplos dessa alternativa são mostrados nosdocumentos de patente US 4.214.671 e US 4.248.357. O primeiro usa umsistema de tubos articulados para escoar a água de chuva, os quaisacompanham o movimento de sobe e desce do teto flutuante. O segundousa uma mangueira enrolada em forma de espiral para produzir o mesmoefeito.

No entanto, face à possibilidade de ocorrerem falhas nofuncionamento do dispositivo de escoamento, tal como um entupimento,torna-se necessário prever um sistema de drenagem de emergência paraessa situação. Os sistemas de emergência conhecidos se baseiam em dispositivos que permitem escoar a água eventualmente acumulada sobreo teto flutuante para dentro do tanque. Essa água se acumula no fundo dotanque e é, posteriormente, retirada por meios apropriados. A água que éretirada do tanque fica contaminada pelo produto contido no mesmo enecessita receber um tratamento de descontaminação antes de ser descartada no meio ambiente.

Na construção do dreno de emergência, deve ser levado em contaque devido ao peso do teto e de água eventualmente acumulada sobreele, o produto abaixo da chapa central está pressurizado, então, a águaacumulada sobre o teto precisa de algo que proporcione energia para que ela flua para o interior do tanque. Isto pode ser conseguido utilizando-se aforça da gravidade e a diferença de densidade entre a água e o produtoarmazenado.

Um tipo de dreno de emergência é mostrado no documento depatente JP 5.077.883. Ele é constituído de um flutuador colocado sobreum tubo soldado ao teto flutuante que se comunica com o interior dotanque. Caso um líquido se acumule sobre o teto, o flutuador subirá,permitindo seu escoamento para o interior do tanque. Uma vez escoado olíquido acumulado, o flutuador voltará a fechar o tubo. Esse dreno não semostra adequado para uso em tanques com teto tipo pontão, pois nele ocombustível fica junto à chapa do teto, o que pode permitir que ocombustível eventualmente escorra para o teto devido ao aumento dapressão no interior do tanque ou por flutuação sobre a água que escorrepara dentro do tanque. Também, devido ao longo tempo em quenormalmente o flutuador permanece sem uso e ao conseqüente acúmulode sujeira entre ele o tubo, pode ocorrer que eles venham a aderir um aooutro e falhem no momento que se tornem necessários.

Um outro tipo de dreno de emergência é mostrado no documento depatente US 4.134.515. Ele é constituído por um sifão instalado no tetoflutuante cuja parte inferior fica dentro do tanque e é fechada por um lacrerompível. Quando o teto se enche de água acima de um determinadonível, um dispositivo acionado por mola é ativado e rompe o lacre,permitindo que a água escorra para dentro do tanque. Esse dreno tem oinconveniente de ter um funcionamento relativamente complexo e, porisso, mais suscetível a falhas, além de ter um custo também mais elevado.

A presente invenção propõe um novo tipo de dreno de emergênciaque, contrariamente aos mostrados acima, não necessita de partesmóveis, tem uma construção bastante simples e pode ser usado emtanques com teto do tipo pontão, dessa forma eliminando osinconvenientes apresentados pelos drenos descritos nos documentos de patente US 4.134.515 e JP 5.077.883.SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um dreno de emergência quecontém um tubo em "U" com água em um lado e produto em outro, demodo a aproveitar a força da gravidade e as propriedades físicas dosfluídos. Quanto maior for a altura desse tubo em "U" e a diferença dedensidade entre a água e o fluido, maior será a diferença de pressão que aforça da gravidade criará para propiciar o desejável fluxo de água para ointerior do tanque, bem como para impedir o refluxo do combustível para oexterior. Nessa invenção, um tubo, cujo topo fica um pouco acima do teto flutuante e cuja base contém um reservatório que permanece cheio deágua, é fixado ao teto flutuante. A coluna de água no interior do tubo, deum lado, e a água no reservatório mais o combustível acima da água doreservatório, do outro, constituem o tubo em "U" que cria as condiçõesnecessárias para escoar a água acumulada sobre o teto flutuante e para impedir o refluxo de combustível para cima do teto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra um corte vertical pelo meio do dreno deemergência da presente invenção.

A Figura 2 mostra um corte horizontal do dreno, conforme indicadona Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Visando facilitar a compreensão do invento, sua descrição detalhadaserá feita com base nas figuras que acompanham este relatório e dele éparte integrante.

O dreno de emergência da presente invenção é constituído,basicamente, por um tubo de drenagem (1) e um reservatório (3).Complementam a invenção um conjunto de fechamento (7, 8 e 9) do drenoe os elementos auxiliares à montagem do conjunto.

O tubo de drenagem (1) é fixado à chapa (2) do teto flutuante, porsolda ou meio similar, com o uso de um anel de reforço (5). Na parteinferior do tubo de drenagem (1) é fixado um reservatório (3). No topo dotubo de drenagem (1) é soldado um flange (6). Preferentemente, o flange(6) deve ficar alguns centímetros acima da chapa (2) do teto flutuante paraimpedir que água que pode ser drenada pelo dreno principal se misture aoproduto, necessitando de posterior tratamento para ser descartada nomeio ambiente. O comprimento do tubo de drenagem (1) deve sersuficiente para que a coluna de água em seu interior supere acontrapressão do combustível no interior do tanque, como será detalhadoa seguir.

Preferentemente, o referido reservatório (3) é construído a partir deum tubo fechado no fundo por uma chapa soldada a ele. O diâmetro doreservatório (3) deve permitir que ele possa conter um volume de águamaior que a capacidade do tubo de drenagem (1) e tenha uma diferençade altura para o tubo de drenagem (1) suficiente para que a coluna deágua no interior do tubo de drenagem (1) crie a necessária contrapressãotanto para impedir o refluxo de combustível como para permitir oescoamento da água eventualmente acumulada sobre o teto flutuante. Éimportante que o reservatório (3) contenha um volume de água maior doque o tubo de drenagem (1) como uma segurança para impedir que ocombustível atinja o tubo de drenagem (1), pois, se isso acontecer, ocombustível poderia extravasar para o teto flutuante por ser menos densoque a água.

O reservatório (3) é fixado ao tubo de drenagem (1) por meio dechapas (4) soldadas à face externa do tubo de drenagem (1) e à faceinterna do reservatório (3) ou outro meio. O fundo do reservatório (3) deveficar um pouco abaixo da extremidade inferior do tubo de drenagem (1), demodo a permitir que a água escorra do tubo de drenagem (1) para dentrodo reservatório (3). A parte superior do reservatório (3) é aberta parapermitir que a água acumulada no teto flutuante seja drenada para dentrodo tanque em uma situação de emergência.Para eliminar a necessidade de complementação periódica de águapara dentro do reservatório (3) quando o dreno principal estiveroperacional é prevista a colocação de um conjunto de fechamento dodreno. O conjunto de fechamento é composto de um flange (7),parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1), de uma união comrosca interna (8), soldada ao flange (7) e de um tubo (9), rosqueado àunião, cuja parte superior é curvada em 180° para impedir a entrada deágua ou sujeira. O comprimento do tubo (9) deve ser suficiente para que,em caso de falta de água no reservatório (3), a pressão da coluna decombustível que sobe até ele contrabalance a sobre-pressão dentro dotanque, evitando o derrame de combustível sobre o teto flutuante. Emcondições normais de operação do tanque de combustível, o conjunto defechamento (7, 8 e 9) permanecerá parafusado ao flange (6) do tubo dedrenagem (1).

No caso de o dreno principal ficar indisponível devido a algumanecessidade de manutenção, o pessoal encarregado da manutençãoverificará o nível da água no reservatório (3), completando-o senecessário, e retirará o conjunto de fechamento (7, 8 e 9), deixando oflange (6) do tubo de drenagem (1) aberto para o espaço acima do teto flutuante. Assim, o dreno de emergência estará pronto para escoar a águana eventualidade de alguma chuva durante a indisponibilidade do drenoprincipal. Nessa situação, o reservatório (3) de água e o tubo de drenagem(1) estarão preenchidos com água e o espaço abaixo do teto flutuanteestará preenchido com hidrocarbonetos líquidos de densidade menor que 0,9 (tais como petróleo, diesel, gasolina, etc). Na hipótese de ocorreralguma chuva nesse período de indisponibilidade do dreno principal,quando a água de chuva acumulada sobre o teto flutuante ultrapassar onível do flange (6) do tubo de drenagem (1), o fluxo de água do teto para ointerior do tanque se iniciará e permanecerá até que o nível de água fiqueabaixo do flange (6) do tubo de drenagem (1).O tubo em "U" que gera a diferença de pressão para propiciar que aágua acumulada sobre o teto flutuante flua para o interior do tanque, éformado, por um lado pela água no interior do tubo de drenagem (1) acimada altura do reservatório (3) de água, e, por outro lado, pelo produto no exterior deste mesmo tubo (pressurizado pelo peso do teto e da águaacumulada sobre ele), ou seja, dentro do tanque.

O tubo em "U" que impede o fluxo de produto do interior do tanquepara sobre o teto, é formado pelo lado da água pela altura do tubo dedrenagem (1) e pelo lado do produto, pelo produto no exterior deste mesmo tubo, como explicado acima. Ou ainda, no caso de falta de águano reservatório (3), pela coluna de produto subindo até o interior do tubo(9) do conjunto de fechamento (7, 8 e 9) do dreno, de um lado, e peloproduto no exterior do tubo de drenagem (1) do outro lado.

Portanto quanto maior for a altura do tubo de drenagem e menor a altura do reservatório de água, maiores serão a vazão de operação e asegurança contra fluxo de produto para sobre o teto.

Embora o "DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETOFLUTUANTE" que acaba de ser descrito com relação desenhos anexados,pareça a forma de realização preferida da invenção, compreender-se-á que diversas modificações poderão ser introduzidas sem se sair do âmbitode sua proteção, podendo alguns elementos ser substituídos por outroscom a mesma função técnica, em especial os materiais utilizados, suasdimensões, formas e proporções.

Claims (10)

1. . DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTEcaracterizado por ser constituído por um tubo de drenagem (1) e umreservatório (3), sendo o tubo de drenagem (1) fixado por sua partesuperior à chapa (2) do teto flutuante de um tanque para armazenamentode líquidos e o reservatório (3) fixado à parte inferior do tubo de drenagem(D-

2. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem (1) ser fixado à chapa (2) do teto flutuante por solda ou meio similar, com o uso de um anel de reforço (5).

3. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reservatório (3) serfixado ao tubo de drenagem (1) por meio de chapas (4) soldadas, ou15 fixadas por meio equivalente, à face externa do tubo de drenagem (1) e àface interna do reservatório (3), sendo que o fundo do reservatório (3)deve ficar um pouco abaixo da extremidade inferior do tubo de drenagem(1), de modo a permitir que a água escorra do tubo de drenagem (1) paradentro do reservatório (3).

4. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a parte superior doreservatório (3) ser aberta para o interior do tanque, permitindo que a águaacumulada no teto flutuante seja drenada para dentro do tanque em umasituação de emergência.

5. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem(1) ter soldado um flange (6) em seu topo, ficando esse flange (6),preferentemente, alguns centímetros acima da chapa (2) do teto flutuante.

6. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem(1) ter um comprimento suficiente para que a coluna de água em seuinterior supere a sobre-pressão do líquido no interior do tanque quando elee o reservatório (3) estiverem cheios de água, de forma a permitir que aágua acumulada sobre o teto flutuante escorra para dentro do tanque.

7.DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reservatório (3)conter um volume de água maior que a capacidade do tubo de drenagem(1) e ter uma diferença de altura para o tubo de drenagem (1) suficientepara que a coluna de água no interior do tubo de drenagem (1) crie a necessária contra-pressão tanto para impedir o refluxo de combustívelcomo para permitir o escoamento da água acumulada sobre o tetoflutuante.

8.. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter, ainda, umconjunto de fechamento composto de um flange (7), parafusado ao flange(6) do tubo de drenagem (1), de uma união com rosca interna (8), soldadaao flange (7) e de um tubo (9), rosqueado à união, cuja parte superior écurvada em 180° para impedir a entrada de água ou sujeira.

9. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o comprimento dotubo (9) ser suficiente para que, em caso de falta de água no reservatório(3), a pressão da coluna de combustível que sobe até ele contrabalance asobre-pressão dentro do tanque, evitando o derrame de combustível sobreo teto flutuante.

10.DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETOFLUTUANTE, de acordo com as reivindicações 1, 8 e 9, caracterizadopor o conjunto de fechamento (7, 8 e 9) permanecer parafusado ao flange(6) do tubo de drenagem (1) em condições normais de operação dotanque, só sendo retirado em caso de necessidade de uso do dreno de emergência.